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NRTAによる粒子状溶融燃料デブリ中の核物質定量化に対するサンプルの厚さの影響

Investigation on sample thickness effect on nuclear material quantification with NRTA for particle-like debris of melted fuel

土屋 晴文; 原田 秀郎 ; 小泉 光生; 北谷 文人; 高峰 潤; 呉田 昌俊; 飯村 秀紀; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Kauwenberghs, K.*; Moens, A.*; Mondelaers, W.*; Schillebeeckx, P.*

Tsuchiya, Harufumi; Harada, Hideo; Koizumi, Mitsuo; Kitatani, Fumito; Takamine, Jun; Kureta, Masatoshi; Iimura, Hideki; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Kauwenberghs, K.*; Moens, A.*; Mondelaers, W.*; Schillebeeckx, P.*

福島第一原子力発電所の事故のような現象で発生する粒子状の溶融燃料デブリの核物質を定量するため、中性子共鳴濃度分析法を開発している。これは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)と中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法を組合せたものである。デブリは、形状や大きさ、含まれる不純物の量などに関して、大きなばらつきがあると予測される。こうした不確定性が測定の精度にどのような影響を与えるのかを把握する一環として、サンプルの厚みが中性子共鳴透過測定に与える影響を調べた。2012年12月から2013年2月にIRMMの中性子飛行時間測定施設で、厚みが0.125, 0.25, 0.7mmと異なる銅のサンプルを用いて測定を実施した。得られたデータから、厚みごとの面密度を導出し、それらは2%以内で期待される面密度と一致することを確認した。

We have no established methods to quantify the amount of nuclear materials in particle-like debris of melted fuel derived from a nuclear accident such as the one occurred at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. For this reason, neutron resonance densitometry, combining neutron resonance transmission analysis and neutron resonance capture analysis, is under development. It is expected that such debris have a wide variety of size, shape, and concentration of impurities. Experiments with the Neutron Resonance Transmisson Analysis (NRTA) using three Cu metal disks with different thickness of 0.125 mm, 0.25 mm, and 0.7 mm were made between November 2012 and February 2013 at the Geel Electron LINear Accelerator (GELINA) to investigate sample thickness effect on the transmission analysis. We experimentally derived the areal density for the individual Cu samples with the resonance shape analysis code REFIT, and then compared them with the declared areal density. It was found that the REFIT-evaluated areal density was consistent with declared ones for each sample.

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